In Situ XRD Investigation of Ni 0.9 M 0.1 O (M = Co, Ce, Mn, Zr) Nickel-Based Catalists Activation Process

M. D. Mikhnenko; Михненко М. Д.; T. N. Afonasenko; Афонасенко Т. Н.; V. A. Rogov; Рогов В. А.; O. A. Bulavchenko; Булавченко О. А.

doi:10.31857/S0453881123040081

Исследование процесса активации никель-оксидных катализаторов, модифицированных кобальтом, церием, марганцем и цирконием

Авторы: Михненко М.Д.¹^,2, Афонасенко Т.Н.³, Рогов В.А.¹, Булавченко О.А.¹^,2
Учреждения:
1. ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
2. ФГАОУ ВО Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
3. Центр новых химических технологий ИК СО РАН
Выпуск: Том 64, № 4 (2023)
Страницы: 486-496
Раздел: 7-я Международная школа-конференция молодых ученых “Катализ: от науки к промышленности”
URL: https://ogarev-online.ru/0453-8811/article/view/137039
DOI: https://doi.org/10.31857/S0453881123040081
EDN: https://elibrary.ru/RREDBP
ID: 137039

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследован процесс активации и влияние модифицирующих добавок на фазовый состав и структуру серии катализаторов с общим составом Ni_0.9M_0.1O (M = Co, Ce, Mn, Zr), синтезированных методом соосаждения. Методом РФА изучено действие добавок на исходное состояние образцов, а методами in situ РФА и ТПВ-H₂ – их роль в процессе восстановления NiO. Показано, что модификаторы изменяют структуру и микроструктуру исходных образцов, увеличивая удельную поверхность и уменьшая средние размеры ОКР NiO. Введение Mn, Co приводит к формированию с оксидом NiO твердых растворов замещения. Для Ce и Zr наблюдается выделение оксида CeO₂ и рентгеноаморфного ZrO_x. Их использование ведет к росту температуры восстановления NiO до металлического состояния по сравнению с массивным оксидом. Кроме этого, выявлено влияние модифицирующих добавок на размер частиц конечного металла. Использование Ce и Mn уменьшает средние размеры ОКР Ni в 2–5 раз по сравнению с массивным NiO.

Ключевые слова

оксид никеля, восстановление, активация, in situ РФА, ТПВ, модифицирующие добавки

Список литературы

Alekseeva M.V., Rekhtina M.A., Lebedev M.Y., Zavarukhin S.G., Kaichev V.V., Venderbosch R.H., Yakovlev V.A. // ChemistrySelect. 2018. V. 3. P. 5153.
Кукушкин Р.Г., Елецкий П.М., Булавченко О.А., Сараев А.А., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2019. Т. 19. № 1. С. 40. (Kukushkin R.G., Eletskii P.M., Bulavchenko O.A., Saraev A.A., Yakovlev V.A. // Catal. Indust. 2019. V. 11. P. 198.)
Smirnov A.A., Khromova S.A., Ermakov D.Y., Bulavchenko O.A., Saraev A.A., Aleksandrov P.V., Kaichev V.V., Yakovlev V.A. // Appl. Catal. A: Gen. 2016. V. 514. P. 224.
Phimsen S., Kiatkittipong W., Yamada H., Tagawa T., Kiatkittipong K., Laosiripojana N., Assabumrungrat S. // Energy Convers. Manage. 2017. V. 151. P. 324–333.
Liu Y., Yao L., Xin H., Wang G., Li D., Hu C. // Appl. Catal. B: Env. 2015. V. 174–175. P. 504.
Laurent E., Delmon B. // Stud. Surf. Sci. Catal. 1994. V. 88. P. 459.
Mo W., Ma F., Ma Y., Fan X. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. P. 24510.
Sánchez J., Tallafigo M.F., Gilarranz M.A., Rodríguez F. // Energy & Fuels. 2006. V. 20. P. 245.
Kobayashi Y., Horiguchi J., Kobayashi S., Yamazaki Y., Omata K., Nagao D., Konno M., Yamada M. // Appl. Catal. A: Gen. 2011. V. 395. P. 129.
Zhang L., Lin J., Chen Y. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1992. V. 88. P. 2075.
Kirumakki S.R., Shpeizer B.G., Sagar G.V., Chary K.V.R., Clearfield A. // J. Catal. 2006. V. 242. P. 319.
Xu S., Yan X., Wang X. // Fuel. 2006. V. 85. P. 2243.
Srinivas D., Satyanarayana C.V.V., Potdar H.S., Ratnasamy P. // Appl. Catal. A: Gen. 2003. V. 246. P. 323.
Fedorov A.V., Kukushkin R.G., Yeletsky P.M., Bulavchenko O.A., Chesalov Y.A., Yakovlev V.A. // J. Alloys Compd. 2020. V. 844. P. 156135.
Иванова Ю.А., Сутормина Е.Ф., Исупова Л.А., Рогов В.А. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. С. 365. (Ivanova Y.A., Sutormina E.F., Isupova L.A., Rogov V.A. // Kinet. Catal. 2018. V. 59. № 3. P. 357)
Xu S., Yan X., Wang X. // Fuel. 2006. V. 85. P. 2243.
Takeguchi T., Furukawa S.-N., Inoue M. // J. Catal. 2001. V. 202. P. 14.
Матус Е.В., Шляхтина А.С., Сухова О.Б., Исмагилов И.З., Ушаков. В.А., Яшник С.А., Никитин А.П., Bharali P., Керженцев М.А., Исмагилов З.Р. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 2. С. 245. (Matus E.V., Shlyakhtina A.S., Sukhova O.B., Ismagilov I.Z., Ushakov V.A., Yashnik S.A., Kerzhentsev M.A., Ismagilov Z.R., Nikitin A.P., Bharali P. // Kinet. Catal. 2019. V. 60. P. 221.)
Cárdenas-Arenas A., Bailón-García E., Lozano-Castelló D., Da Costa P., Bueno-Lopez A. // J. Rare Earths. 2022. V. 40. № 1. P. 57.
Bendieb Aberkane A., Yeste M.P., Djazi F., Cauqui M.Á. // Nanomater. 2022. V. 12. № 15. P. 2627.
Parmaliana A., Arena F., Frusteri F., Giordano N. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1990. V. 86. P. 2663.
Bulavchenko O.A., Afonasenko T.N., Sigaeva S.S., Ivanchikova A.V., Saraev A.A., Gerasimov E.Y., Kaichev V.V., Tsybulya S.V. // Top. Catal. 2020. V. 63. P. 75.
Arnoldy P., De Booys J.L., Scheffer B., Moulijn J.A. // J. Catal. 1985. V. 96. P. 122.
Garces L.J., Hincapie B., Zerger R., Suib S.L. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. P. 5484.
Булавченко О.А., Черепанова С.В., Малахов В.В., Довлитова Л.С., Ищенко А.В., Цыбуля С.В. // Кинетика и катализ. 2009. Т. 50. С. 205. (Bulavchenko O.A., Cherepanova S.V., Malakhov V.V., Dovlitova L.S., Ishchenko A.V., Tsybulya S.V. // Kinet. Catal. 2009. V. 50. P. 192.)
Bulavchenko O.A., Venediktova O.S., Afonasenko T.N., Tsyrul’nikov P.G., Saraev A.A., Kaichev V.V., Tsybulya S.V. // RSC Adv. 2018. V. 8. P. 11598.
Stobbe E.R., de Boer B.A., Geus J.W. // Catal. Today. 1999. V. 47. P. 161.
Fornasiero P., Balducci G., Di Monte R., Kašpar J., Sergo V., Gubitosa G., Ferrero A., Graziani M. // J. Catal. 1996. V. 164. P. 173.